VerGaN
Erforschung von Integrationstechnologien für vertikale Leistungstransistoren auf Basis von Galliumnitrid
Motivation
Die Mikroelektronik ist ein Treiber von Innovationen in vielen Branchen und entscheidend für die technologische Souveränität. Um die Elektronikkompetenzen in Deutschland zu stärken, sollen neue Ansätze und kreative Ideen aus den Natur- und Ingenieurwissenschaften für die Mikroelektronik der Zukunft erschlossen werden. Die Initiative „ForMikro 2.0“ intensiviert die Zusammenarbeit zwischen Industrie und Wissenschaft und beschleunigt den Transfer von Ergebnissen aus der Grundlagenforschung in neue Technologien und Anwendungen. Unternehmen beteiligen sich finanziell an den Vorhaben, die das konkrete Nutzungspotenzial für eine perspektivische industrielle Verwertung erarbeiten.
Ziele und Vorgehen
Ziel des Projektes ist die Erforschung von neuen leistungselektronischen Wandlern, sogenannten vertikalen Galliumnitrid (GaN) Leistungstransistoren mit extrem hohen Wirkungsgraden. Dabei werden von der Chipentwicklung über das Moduldesign bis hin zum Design einer Endstufe alle zentralen Aspekte abgedeckt. Durch die Verwendung von GaN statt Silizium oder Siliziumcarbid (SiC) und eines neuen Grundmaterials sowie einer vertikalen statt lateralen Bauweise sollen Spannungsklassen von bis zu 1.200 V im Vergleich zu derzeitigen 650 V erreicht werden. Neue Prozesse für das Grundmaterial eröffnen dabei zukunftsweisende Möglichkeiten bei der Bauteilentwicklung. Als Nachweis der Funktionalität wird ein Demonstrator aufgebaut. Die Industriepartner unterstützen das Konsortium bei der Spezifikation und der Beurteilung des Potenzials für die Anwendung in Leistungsmodulen für elektrische Antriebe.
Innovationen und Perspektiven
Jede elektrische Energie muss leistungselektronische Wandler auf ihrem Weg von der Erzeugung bis zur Nutzung mehrfach durchlaufen. Dies gilt insbesondere bei leistungsstarken Industrieanwendungen und dem Transportwesen, die zunehmend elektrifiziert werden. Durch das Projekt wird ein Durchbruch in der Effizienz und Nachhaltigkeit dieser Wandler erzielt und somit auch die Energiewende vorangetrieben.